Čínští vědci vyvinuli nový biokompatibilní obvod, který lze ohýbat či natahovat (video)

Čínští vědci představili svůj nový vynález – hybridní vodivý materiál, který je tvořen kombinací elastického polymeru a tekutého kovu. Díky spojení těchto dvou komponentů je materiál nejen vysoce flexibilní, ale zároveň je schopen vést elektrický proud. Jelikož materiál rovněž není toxický, podle výzkumníků by své uplatnění měl nalézt zejména v oblasti biomedicínského inženýrství.

Nový vodivý materiál, v angličtině označovaný jako metal-polymer conductor (MPC), je tvořen kombinací dvou materiálů s velmi odlišnými vlastnostmi – flexibilního polymeru a kovového vodiče. Vodivou část však netvoří běžně užívané vodiče jako měď, stříbro či zlato, ale slitiny gallia a india, které jsou za běžných teplot v kapalné formě. Kombinací těchto kovů se silikonovým polymerem se tak vědcům podařilo vytvořit materiál, který je netoxický, mechanicky velmi odolný a zároveň dostatečně vodivý.

„Toto je první flexibilní elektronika, které je zároveň vysoce vodivá, elastická, zcela biokompatibilní a je možné ji jednoduše vyrábět v různých velikostech s vysokou přesností. Věříme, že nalezne široké uplatnění pro výrobu nositelné elektroniky či implantabilních zařízení.“

Xingyu Jiang, vedoucí projektu a profesor u čínského Národního centra pro nanovědu a technologii

Strukturu MPC lze přirovnat k tekutým kovovým ostrůvkům plovoucím „v moři“ z polymeru. Výzkumníci úspěšně odzkoušeli MPC s různým složením v mnoha aplikacích, včetně zabudovaných senzorů pro rukavice či elektrod pro stimulaci průchodu DNA membránami živých buněk.

Volba polymeru podle autorů projektu závisí zejména na budoucí aplikaci obvodu – pro pružné obvody vědci využívají super-elastické polymery, pro výrobu implantovatelných zařízení je potřeba volit biokompatibilní polymery. Tyto materiály by dle vědců mohly v budoucnu rovněž sloužit k výrobě takzvaných měkkých robotů.

„Chtěli jsme vyvinout biokompatibilní materiály, které by mohly být využity k výrobě nositelných zařízení pro diagnostiku a léčbu chorob bez snižování kvality života a věříme, že toto je první krok směrem ke změně způsobu, jakým jsou léčeny kardiovaskulární onemocnění a další nemoci,“ dodává Xingyu Jiang.